[发明专利]一种提高L-谷氨酸糖酸转化率的新方法

说明书

技术领域

本发明属于微生物发酵领域，具体涉及一种利用发酵结束后的生产菌种继续发酵积累L-谷氨酸的方法。

背景技术

味精在我们日常生活当中扮演着非常重要的角色，它能够增加食品的鲜味。味精的主要成分是L-谷氨酸钠。而在味精的生产过程中，首先要利用微生物发酵生产L-谷氨酸，再从发酵液中提取L-谷氨酸，最后经过中和反应得到L-谷氨酸钠。

当L-谷氨酸发酵时，糖酸转化率在60%左右，但此时的菌体活力依然很高，其糖酸转化率在90%以上。实际生产中，考虑到发酵罐的利用效率，一般选择在此时放罐。

龚华等人通过优化补料管道出入口与搅拌叶轮、搅拌轴的位置参数，改进了L-谷氨酸发酵中流加糖的线路，使糖和氧的浓度分布更为均匀，有效提高了糖酸转化率，专利申请号：201110062565.9。

陈宁等人通过优化L-谷氨酸发酵培养基的组分及发酵过程中各阶段的温度和溶氧，缩短了发酵周期，提高了产量和糖酸转化率，专利申请号：200810152883.2；此外，他们还向培养基中添加柠檬酸（盐）、苹果酸（盐）来调整细胞代谢流，从而提高L-谷氨酸发酵过程糖酸转化率和产率，专利申请号：200810154451.5。

菱花集团尝试通过控制菌体量和CO₂排放量来提高L-谷氨酸发酵的转化率，并总结出“三个适当、两个调节、一个预防”，即适当的投糖量、流加糖浓度和发酵放罐体积，调节好生物素用量和耗糖速度及通风量，预防染菌。

但是现有的L-谷氨酸发酵生产工艺中，未见有关于在发酵结束后，继续流加碳源和氮源来培养菌体以获得更高糖酸转化率方面的报道。

发明内容

本发明提供一种提高L-谷氨酸糖酸转化率的新方法，以解决在发酵结束后，如何通过继续流加碳源和氮源来培养菌体以获得更高糖酸转化率的问题。

本发明采取的技术方案是，包括下列步骤：

（一）当谷氨酸发酵结束时，采用碟片式离心机对菌体和发酵液进行分离，并采用常规方法提取发酵液中的L-谷氨酸，将分离后的菌体放入装有葡萄糖15-20 g/L、生物素0.5-1 ppm和V_B10.25-0.5 mg/L、EDTA 1.0-5.0 mg/L的发酵装置中，搅拌转速为200-700 rpm，溶氧5-20%，并且流加葡萄糖，在此过程中使葡萄糖含量为5 g/L；同时，伴随着无菌空气，通入氨气以调节发酵液的pH为7.0-7.2，发酵周期为4~8 h；

（二）按照常规方法从如上所得的培养液中收集L-谷氨酸：将发酵液离心以除去菌体及部分固形物，调节上清液的pH至3.22，L-谷氨酸析出，再进行离心，得到L-谷氨酸产品。

本发明是高效、低成本利用发酵结束后的生产菌种继续发酵积累L-谷氨酸的方法，此时菌体的糖酸转化率能达到90%以上，远远高于发酵过程中的转化率60%。添加生物活性物质，可使菌体维持高活性，最终的糖酸转化率达到65%~70%，从而降低谷氨酸生产成本10%左右。本发明工艺设备简单，对无菌程度要求低，能够有效维持菌体的高活性及提高L-谷氨酸的总体糖酸转化率，可以实现对生产菌种的高效利用、降低成本。

具体实施方式

实施例1

在5 L发酵罐中发酵生产L-谷氨酸，32 h后，开放环境下离心分离得到菌体和上清液；调节上清液的pH至3.22，L-谷氨酸析出；再进行离心，得到L-谷氨酸产品。

将分离后的菌体放入装有葡萄糖15 g/L、生物素0.5 ppm、V_B1 0.25 mg/L、EDTA1.0 mg/L的5 L发酵罐中，无需灭菌，搅拌转速为200 rpm，溶氧5%，发酵培养4 h；在此过程中流加葡萄糖，使葡萄糖含量为5 g/L；同时，流加氨水以调节发酵液的pH为7.0；发酵结束后，经计算糖酸转化率为93.6%；

按照常规方法从如上所得的培养液中收集L-谷氨酸：将发酵液离心以除去菌体及部分固形物，调节上清液的pH至3.22，L-谷氨酸析出，再进行离心，得到L-谷氨酸产品。

实施例2

在5 L发酵罐中发酵生产L-谷氨酸，32 h后，开放环境下离心分离得到菌体和上清液；调节上清液的pH至3.22，L-谷氨酸析出；再进行离心，得到L-谷氨酸产品。